近日，生命生命科學學院教授聶明團隊在全球變化生態學研究領域取得新進展。科學8月6日，學院相關成果以《氣溫上升可能引發森林生態系統深層土壤碳的聶明流失》（“Rising temperature may trigger deep soil carbon loss across forest ecosystems”）為題發表于《尖端科學》（Advanced Science）。

因大氣CO₂濃度升高引起的團隊土壤碳循全球變暖問題是21世紀人類社會所面臨的最嚴峻挑戰之一。全球土壤有機碳庫儲量約是環研大氣碳庫的三倍，因此通過土壤有機碳分解釋放的究方進展CO₂對大氣CO₂濃度有著重要的影響，進而改變區域乃至全球氣候。得新土壤有機碳的生命分解強度受到溫度的調控，其對溫度的科學敏感性被認為是決定未來氣候變化態勢的關鍵因素之一，也是學院陸地氣候預測模型的關鍵假設與重要參數。底層土壤儲藏著與表層土壤相當的聶明有機碳，然而以往研究主要集中于表層土壤，團隊土壤碳循對底層土壤碳分解的環研溫度敏感性還知之甚少，這直接制約了對未來氣候變化態勢的究方進展判斷。

為此，聶明團隊選取了我國90個典型森林生態系統（圖1），包括熱帶雨林、亞熱帶森林、暖溫帶森林、寒溫帶森林與北方森林。每個森林中分6個土層采集了1米深度的土壤，探究土壤有機碳分解溫度敏感性隨土壤剖面變化的一般性規律及其調控機制。

圖1.中國森林90個典型土壤剖面采樣點空間分布圖

研究發現，隨著土壤深度的增加，有機碳分解的溫度敏感性隨之增大，表明底層土壤碳分解對全球變暖的響應更為敏感（圖2a）。此外，表層土壤碳分解溫度敏感性主要受氣候因子調控，而底層土壤主要受氣候因子和碳質量的共同調控（圖2b）。

圖2.（a）土壤有機碳分解溫度敏感性（Q10）隨土壤深度增加而增大（b）不同因子對Q10調控作用的相對貢獻隨土壤深度的變化

研究還發現，忽視土壤有機碳分解溫度敏感性沿土壤剖面的變異，會極大低估土壤釋放的CO₂量（圖3），強調急需將這一特征納入到陸地氣候預測模型中以提高預測精度。

圖3.與多層模型（six-layer model；使用剖面變異的溫度敏感性Q10值）相比，單層模型（single-layer model；將表層0–10 cm土壤的Q10值應用于整個土壤剖面）會低估本世紀末溫度升高3°C時土壤碳排放，即高估土壤相對碳庫（relative SOC stock）

據悉，聶明于2015年加盟復旦大學，近年來在全球變化生態學領域開展了相關研究，已取得系列進展。聶明團隊博士后李金全為論文的第一作者，聶明為論文的通訊作者。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202001242

制圖：實習編輯：金夢瑤責任編輯：陳琳